JP7174606B2 - インペラーポンプ - Google Patents

Description

本発明は、例えば洗濯機又は食器洗い機などの水を伴う家庭用電気機具で使用されるようなインペラーポンプに関する。

ＵＳ８２４５７１８Ｂ２は、前記のタイプのインペラーポンプを開示する。ポンプ室のハウジングカバーにおいて、軸方向に、中央吸引コネクターが、ポンプ室中への入口として与えられている。前記中央吸引コネクターの半径方向外側には、ポンプ室からの出口として圧力コネクターが与えられている。この圧力コネクターは、ポンプ室から接線方向に離れるように延びている。前記インペラーポンプの欠点及びさらに同様のインペラーポンプの欠点は、ポンプ室の排出が一般的に、ある状況下では、さらなる小さいポンプの使用を必要とするということである。さらに、汚れた水が、一般的に作業工程の終わりに向かって、水を伴う家庭用電気機具の外に、流出ライン中へとポンピングされることが要求されることが一般的である。この場合、この目的のために、さらなるポンプが必要になりうる。

本発明は、冒頭部で述べた種類のインペラーポンプであって、従来技術の問題を解決することができるものを提供する課題に基づくものであり、特に、インペラーポンプが設置されている家庭用電気機具の外に水がポンピングされることが可能であるか、又はポンプ室ができる限り簡単に、そして同時にできる限り効率的に排出されることが可能であるものを提供する課題に基づくものである。

この課題は、請求項１の特徴を有するインペラーポンプによって解決される。本発明の有利で好ましい改良は、さらなる請求項の主題であり、以下の明細書においてより詳細に説明されるだろう。請求項の用語は、明白な参照によって明細書中に含まれる。

インペラーポンプは、ポンプ室を有し、その中に、ポンプ室中への入口、及びポンプ室からの出口が与えられている。インペラーは、ポンプ室中で回転する。前記インペラーは、ポンプに設置された又はポンプに固定されたポンプモーターフランジによって駆動されることが一般的である。インペラーは、入口から出口へと流体をポンピングするための回転方向を有する。これは、好ましい回転方向であり、そこでは、インペラーの羽根は、インペラーの前記回転方向に特に効率的な態様で入口から出口へと流体を送出することができるように形成されているか又は湾曲されていることが特に好ましい。

本発明によれば、ポンプ室の補助出口が、前記補助出口における又は前記補助出口のための補助出口フラップと共に与えられている。補助出口フラップは、閉鎖位置と少なくとも一つの開放位置を有する。前記補助出口フラップは、前記二つの位置の間で移動可能であるように、有利には回転可能であるように、又は代替的には、曲げ可能であるように形成されている。有利には、前記補助出口フラップは、軸の周りに回転可能であるように形成されており、つまり、回転可能に設置されるように形成されており、例えば曲げられたりねじられたりすることによって単に弾性的に移動可能や湾曲可能ではない。閉鎖位置においては、補助出口フラップは、補助出口を閉鎖し、有利には、実質的に又は完全に閉鎖する。この目的のために、補助出口フラップは、補助出口とほぼ同じ寸法であるか、有利には補助出口よりわずかに大きい。開放位置のそれぞれにおいて、補助出口は、少なくとも部分的に開放されるか、又は補助出口フラップは、前記補助出口を開放するか又は少なくとも部分的に開放する。従って、補助出口は、開放位置に応じてより多い又はより少ない度合いで開放されることができる。

追加的に、作動手段が与えられており、これにより、もし流体又は水が入口から出口へとポンピングされないのなら、又はもし補助出口フラップが、通常の操作中に流体をポンピングするためのインペラーの回転方向の流体流れから解放されるならば、補助出口フラップが閉鎖位置から開放位置のうちの一つへと自動的に移動されるように強制的な負荷に供される。従って、作動手段は、補助出口フラップを少なくとも第一開放位置へと、又は最小の開放度を有する開放位置へと移動させることができる。従って、ある状況では、作動手段が補助出口フラップを小さな度合いだけ開放させることで十分でありうる。

従って、閉鎖位置においては、流体は、ポンピング中に補助出口を通って脱出せず、又はポンプ室から送出されないことが達成されうる。最終的には、流体が入口から出口へと送出されることが実際の通常の意図である。流体の流れは、この場合、補助出口フラップを閉鎖位置に保持することを補助する。なぜなら、前記流体の流れは、例えば前記補助出口フラップを下方に押すからである。流体の流れがないときには、補助出口フラップが自動的に少なくとも部分的に開放することが意図される。このとき、インペラーの回転方向を反対にすることによって、以下に詳述されるように、少なくとも部分的に開放している補助出口フラップ中への送出又はこの補助出口フラップを通過して、少なくとも部分的に開放している補助出口中への送出を行うことが可能であり、従って、流体はインペラーポンプの異なる出口へと、好ましくは流出ラインの方に向かってもたらされることが可能である。

補助出口フラップと作動手段（これは、有利には、自動的に開放される受動的な作動手段である）の特別な設計によって、電磁石、ピエゾ駆動、又は電気モーターなどの特別に活性化されなければならない作動手段なしで済ますことができる。これは、インペラーポンプの構造及びその操作をかなり単純にする。さらに、構造的な空間も節約することができる。

本発明の一つの実施形態では、補助出口フラップは、複数の開放位置のうち、最大の開放度を有する開放位置、及び／又は補助出口フラップが閉鎖位置から最大の距離にある開放位置へと作動手段によって移動されることができる。従って、補助出口フラップが閉鎖位置を有することが達成されることができる。この閉鎖位置から出発して、開放のための移動が与えられることができる。この移動中、補助出口フラップは、まず、例えば、数度の曲げ角度だけの回転の後に、わずかに開放される。しかし、作動手段は、補助出口フラップをさらに開放させようとし、特に、それを最大の度合いで開放させようとする。この時、インペラーの回転方向の反転の結果、流体又は水の最大の可能な量が、ポンプ室から補助出口へとポンピングされることができる。この最大の開放度を有する開放位置について、この目的のために、補助出口フラップは、１０°～４５°、好ましくは１５°～３０°の角度だけ回転することがありうる。もし、インペラーの反対の主回転方向の場合、つまり、回転方向が反転された場合、流体は、開放された補助出口フラップの方に、そして補助出口を通って流れ、そのとき、補助出口フラップによって特に高い効率が達成されることができる。従って、前記補助出口フラップは、閉鎖位置で補助出口を閉鎖するだけでなく、特に最大の開放度を有する開放位置では、インペラーの反転された回転方向の場合において、最大の可能な効率で流体が補助出口中に流れることを導く。

作動手段の実施形態については、いくつかの可能性がある。それらは、補助出口フラップを閉鎖位置から外へ移動させるために補助フラップを強制的な負荷に供するための作動手段として、弾力形態のものであるか又はばね手段を有することが有利である。ばね手段は、それらが流体の流れに対して少なくとも可能な阻害を課すように設置されるべきである。

ばね手段として、一方では、プラスチックから作成されたばね手段を使用することが有利でありうる。これらは、水と永久的に接触しても腐食しないとう利点を有する。有利には、かかるばね手段は、嵩高ブロック体を有することができ、これは特に有利には、円筒形状を有する。従って、ばね手段は、例えば立方体の形状を有し、弾性材料、特にプラスチックからなることが可能である。プラスチックとしては、シリコーンがここでは好都合であり、ある状況では、ゴムも好都合である。

プラスチックのばね手段の代替として、従来のばねからなるもの、つまり、例えば板ばね、コイルばね、渦巻ばね、又は組み合わされたコイル－渦巻ばねを使用することができる。従って、例えばばねは、回転軸の周りに巻かれて、ねじれによってトルクを形成し、このトルクが補助出口フラップを開放しようとすることができる。

さらなる代替として、補助出口フラップ自体が柔軟なもしくは弾性形状のものであるか又はかかる弾性材料、特にエラストマーからなることができ、それ自体が作動手段又はばね手段を形成し、それによって開放されることができる。この場合、ばね又はばね作用は、補助出口フラップ中に組み込まれている。流体の流れのない通常の位置では、前記補助出口フラップは、わずかに開放されており、つまり比較的軽く開放された開放位置にある。流れの方向に応じて、前記補助出口フラップは、押されてさらに開放されるか、又は押されてさらに閉鎖されるか、又は押されて閉鎖位置になり、つまり補助出口を閉鎖する。

本発明の一つの実施形態では、ポンプは、補助出口及び／又は補助出口フラップに封止手段を有する。有利には、前記封止手段は、補助出口の周りに包囲する態様で、しかし少なくとも一つの側に沿って、例えばインペラーの近くに形成される。従って、補助出口フラップは、比較的容易に保持されることができる。封止手段は、ポンプハウジング上に射出成形されることができ、この目的のためには、多成分射出成形工程が特に有利で好適である。これは、もし封止手段が封止リップや丸められたコード封止などであるなら、特に有利である。具体的には、封止手段は、封止ゴムを有することもでき、それは、その弾性によって、閉鎖位置での封止作用を確実にする。前記封止手段は、補助出口フラップ自体がその柔軟な材料によって適切な封止作用を付与するように、弾性材料からなる補助出口フラップの上述の実施形態によって形成されることもできる。

弾性材料からなる封止手段の代替として、ラビリンス封止を補助出口フラップと補助出口の縁の間に与え、そこに又はその近くに補助出口フラップが延びるようにすることも可能である。かかるラビリンス封止は、補助出口と補助出口フラップの間の封止表面の段差付き断面、例えば１個～３個の角度付き段差を有することができる。この場合、封止作用は、弾性ゴム封止の場合ほど良好ではないが、前記封止作用は、インペラーポンプの操作のためには十分である。

有利には、補助出口フラップは、閉鎖位置において、ポンプの操作及びポンプの効率に対して最小限の悪影響しか有さない。前記補助出口フラップはまた、インペラーが流体をポンプ室の入口から出口へとポンピングするときに、最小限の追加の流れ抵抗しか構成しないか、又は追加の流れ抵抗を全く構成しない。従って、前記補助出口フラップは、有利には、あたかも存在しないかの如くである。この目的のために、補助出口フラップは、閉鎖位置では、可能な限り連続的な延長を形成し、特に、フラップの周りの前記領域におけるポンプ室の断面の又はポンプ室の壁の正確に連続的な延長を形成する。ポンプ室の断面又はポンプ室の壁の断面は、連続的な態様で連続すべきであり、特に補助出口を包囲するポンプ室の領域に対応する丸み及び／又はアーチは、補助出口フラップの設計を、少なくともその外側の設計を決定する。もしポンプ室を包囲する領域が平坦なら、補助出口フラップも外側で平坦な形態のものであることができる。従って、閉鎖位置では、ポンプ室、特にその壁は、あたかも補助出口フラップが存在していないかのような形状を有するべきである。

本発明のさらなる実施形態では、補助出口フラップは、内側を有し、この内側は、閉鎖位置において、補助出口に向かって又は補助出口中に面する。従って、前記補助出口フラップは、ポンプ室から離れるように面し、一方、補助出口フラップの上述の外側は、補助出口を特に閉鎖位置でカバーするか、又は流体が入口から出口へとポンピングされるにつれて流体が沿ってそして通過して流れる表面である。有利には、内側は、凸状にアーチを形成しており、具体的には、補助出口から離れる向きに又はポンプ室に向かう向きに凸状にアーチを形成している。この具体的な形状によって、補助出口フラップの開放位置では、又は最大の開放度を有する開放位置では、インペラーの反転された回転方向の場合に開放された補助出口フラップを通して補助出口中へと流れる流体は、可能な限り迅速かつ効率的に補助出口中へと流れる。従って、このアーチによって、ポンピングされた流体は、可能な限り効率的に妨害され、補助出口中に導かれることが意図される。

補助出口フラップの内側は、外側に対して６０°～１２０°の角度を有する横方向壁を有することが有利である。もし外側が平坦であるか又は実質的に平坦であるなら、前記角度は、８０°～１００°であることができる。９０°であるか又はそれより少し小さい角度が特に有利である。

前記横方向壁は、ポンプの操作中に、補助出口の開口部から完全に外へと決して移動されないようにされることもできる。この目的のために、停止装置が、有利には横方向壁自体に与えられることができる。この停止装置は、補助出口の内部縁に対して当接することができる。好ましくは、横方向壁は、縦方向の外部縁を有し、これは、最大の開放度を有する開放位置において、補助出口フラップの回転軸から離れる方向に、その長さの大部分にわたって、特に補助出口内のその全長さにわたって延びる。このようにして、まず、開放位置における、特に最大の開放度を有する開放位置における補助出口フラップの特定の案内又は支持を実現することができる。これは、補助出口フラップへの損傷を防止し、もし流体がインペラーによってその回転の主方向とは反対の方向にポンプ室内の入口から補助出口へとポンピングされることが意図されるなら、既に曲げ又は変形も防止する。次に、この領域において、横方向壁と補助出口の間で流体は脱出することができず、補助出口を通って流れることが達成されることができる。

横方向壁には、上述の停止装置のために、特に上述の横方向壁の自由縦方向外部縁において、特に好ましくは、補助出口フラップの回転軸から可能な限り遠くに、突出部が与えられることができる。この突出部は、ポンプハウジングの上に又はポンプ室の壁の上に停止装置を具体的に形成する。このようにして、最大の開放度を有する開放位置は、正確に制限される。従って、流れの観点からもはや好都合ではないかもしれない幅が広すぎる開放は回避される。同様にして、補助出口フラップの破壊が防止されることができる。

有利には、横方向壁は、ポンプ室を包囲する外部壁に対して平行に延びている。従って、横方向壁はまた、補助出口フラップの回転軸から離れる方向に、その縦方向断面において湾曲されることができる。

補助出口フラップの最大の開放度を有する開放位置において、好ましくは各開放位置において、横方向壁は、ポンプ室を包囲する外部壁に対して０．５ｃｍ～２ｃｍの間隔で延びていることができる。これは、横方向壁は、ポンプ室の外部壁に対して比較的小さな間隔を有することができるが、前記間隔は、実際に存在するということを意味する。これは、もしインペラーポンプがポンプ室の加熱された外部壁を有するのなら、特に有利である。さらに、補助出口フラップは、ポンプ室中の既存の構造空間の中になおも組み入れられることが実際、必要である。

本発明の好ましい実施形態では、ポンプ室は、インペラーの周囲に環形状で延びている。この場合、補助出口は、インペラーの回転軸に沿った軸方向におけるポンプ室の環形状の端面に配置されていることができる。これは、ポンプ室のベース表面又は上部表面であることができる。有利には、かかる端面は、インペラーの二つのカバー表面のうちの一つとほぼ面一に延びるように配置されている。前記端面は、ポンプ室から外への出口から離れていることが特に有利である（ＵＳ２０１６／１６９２３０Ａ１参照）。従って、流体が出口から外にポンピングされるときの流体の流れは、補助出口から外にポンピングされる場合と比べて極めて異なるように挙動することが達成されることができる。ポンプ室の前記端面の一つに補助出口フラップを与えて、ポンプ室の半径方向外側壁には補助出口フラップを与えないことは、前記壁が閉鎖形態のものであることができ、例えば外部に位置される加熱導体を有する金属からなることができるという利点を有する。

インペラーの二つのカバー表面のうちの一つとほぼ面一に延びているポンプ室の端面に補助出口を配置することは、流体が補助出口から外にポンピングされるためにインペラーの回転方向にポンピングされるときに、インペラーの二つのカバー表面の間を流れる流体が、補助出口へと比較的直接流れることができるという利点を有する。もし最大の開放度を有する開放位置において、補助出口フラップが、インペラーの近くに、特に半径方向において、例えば最大１ｃｍの半径方向間隔で配置されるなら、流体が可能な限り効率的な態様で補助出口から外にポンピングされることが同様に可能である。

本発明のさらなる実施形態において、上述の補助出口フラップの内側は、流体が補助出口フラップ及び補助出口中に半径方向に直接外側にインペラーから流れ出るように、インペラーの軸レベルでかつインペラーの他の上部表面の半径方向外側に配置されていることができる。従って、流体のための一種の流れ溝が、ポンプ室の端面（その中に、補助出口フラップが与えられる）と補助出口フラップ自体又は上述のその内側との間に形成される。この場合、前記二つの表面は、インペラーの上述のカバー表面が延びる平面にほぼ相当し、それにより、補助出口から外への流体のポンピングが可能な限り効率的に行なわれることができる。

本発明の一つの実施形態では、補助出口は、半径方向に、又はインペラーの回転軸に対して直交する平面においてポンプ室から外に通じることができる。この場合、補助出口は、インペラーポンプの全ハウジングから外に、例えばパイプコネクターで外に通じることが有利であり、これは、水ライン又はホース、特に弾性ホースの接続のために極めて好適である。

一般的に、インペラーが主回転方向に回転する間、補助出口フラップは、ポンピングされた流体によって下向きに保持され、従って閉鎖位置に保持され、補助出口は、好ましくはポンピングされた流体のみによって閉鎖される。従って、インペラーが回転を停止した後、又は低い回転速度及び従って小さな流体流れの存在下では、上述の作動手段は、流体がポンピングされるにつれて補助出口フラップを閉鎖位置から開放位置へと押す。有利には、作動手段は、最大の開放度を有する開放位置へと補助出口フラップを押そうとするが、これらは必ずしもそうである必要はない。小さな開放度を有する補助出口フラップの開放でさえも、特にもし回転の他の方向においてインペラーによって移動される流体が、補助出口フラップを十分に開放させるか、又は最大の開放度を有する位置へと前記補助出口フラップを押すならば、十分であるとみなされることができる。従って、ばね手段は、この場合、比較的小さい開放度を有する特定の開放位置を与えるのに役立つ。この場合、補助出口フラップの完全な開放は、ポンプから外へとポンピングするためのポンピング方向における流体の流れによって実行される。

これらのさらなる特徴は、請求項からだけでなく、明細書及び図面からも明らかであり、個々の特徴は、各場合においてそれら自身で又は本発明の実施形態及び他の分野において副組み合わせの形で結合して実現されることができ、保護がここでクレームされる有利で固有の保護可能な実施形態を構成することができる。個々の部分への適用の小分割及び小見出しは、その下でなされる文章の一般的な有効性を制限しない。

本発明の例示的な実施形態は、図面に概略的に示され、以下の文章においてより詳細に説明されるだろう。

図１は、閉鎖状態における本発明によるインペラーポンプの斜視図を示す。

図２は、駆動部分から見た、図１のインペラーポンプのポンプハウジング中への眺めを示す。

図３は、室壁及びベース表面（この表面にわたってインペラーが回転する）、及び挿入された補助出口開口を有するポンプ室中への部分断面斜視図をフラップなしで示す。

図４は、閉鎖位置における挿入された補助出口フラップを有する、図３からの眺めを示す。

図５は、図４からの補助出口フラップの一つの異なる眺めを示す。 図６は、図４からの補助出口フラップの別の異なる眺めを示す。

図７は、最大の開放度を有する開放位置における補助出口フラップを有する図４の眺めを示す。

図８は、回転された図７の眺めを側面図において示す。

図９は、ベース表面におけるポンプ室中の別個のばね手段を有する、単純化されて示された補助出口フラップの例示的実施形態を示す。

図１０は、ベース表面におけるポンプ室中のそれ自体が弾力性形態にある、単純化されて示された補助出口フラップの例示的実施形態を示す。

図１は、技術的にかつ構造の点で上述のＵＳ２０１６／１６９３２０Ａ１に実質的に相当するポンプなどの、ポンプ１１としての本発明によるインペラーポンプの斜視図を示す。ポンプ１１は、ポンプハウジング１２及び軸方向入口１４と半径方向出口１６を有する。ポンプハウジング１２に後部で接続されているのは、駆動部分１８であり、これは特に、駆動モーターを含む。これに関して、上述の従来技術にも言及される。さらに、補助出口３７が、ポンプハウジング１２の前に、入口１４に直接隣接して与えられている。前記補助出口３７の範囲方向は、出口１６の範囲方向とほぼ平行であるが、これは必ずしもそうである必要はない。補助出口３７は、短いパイプであり、その端には、パイプやホースなどのさらなるラインのための様々な取り付け部材が与えられることができる。これは、ここでは当業者に対して詳述される必要はない。

図２は、離れた駆動部分１８から見た方向でのポンプ室２２中への眺めを示す。左側には、ポンプ室２２からの補助出口３７を見ることができる。ポンプ室２２において、室壁２４は、円形の包囲する閉鎖された環として示されており、これは、有利には、外部に配置された加熱導体又は加熱要素を有する金属からなる。このことも、上述の従来技術から公知である。案内羽根２５が、室壁２４内に示されている。前記案内羽根２５は、駆動受器２７の外部に取り付けられているか又は一体的に形成されており、この中に、特に上述の駆動モーターが突出することができる。インペラー及び補助出口は、駆動受器２７の下に、図の平面の中に与えられている。

この構成は、部分断面斜視図を有する図３からさらに明確に見られることができる。図３では、図２の駆動受器２７は除去されており、室壁２４の下方又は前方端の内部に、包囲するベース表面２９が与えられていることが明確に見られることができる。前記ベース表面２９は、実質的に平面で延びているか、又は平坦であり、室壁２４に対して略直角であることができるが、これは必ずしもそうである必要はないことは自明である。環形状のベース表面２９は、インペラー３０を包囲するか、又は前記インペラー３０は、以下でさらに詳述するように、ベース表面２９の中央凹所中にわずかにくぼまされて配置されている。

インペラー３０は、カバー表面としてベースディスク３２及びカバーディスク３３を有する。後で図８において、前記ベースディスク３２は、前記ベースディスクの上側がベース表面２９の平面から少しだけ上に突出するように、ベース表面２９中に実質的にくぼまされた態様で延びていることがわかる。５枚の曲げられたインペラー羽根３５が、ベースディスク３２とカバーディスク３３の間に延びている。

入口１４から入って出口１６へと出て行く流体を送出するためのポンプ１１の通常の操作中、インペラー３０は、右回り又は時計回りに、太い矢印で示される送出方向ＦＲに回転する。この時、送出された流体又は水は、室壁２４内で前記方向に回転し、所望により加熱されることができる。次に、ベース表面２９から遠い端領域で、前記流体又は水は、ポンプ室２２から、再び接線方向に、具体的には出口１６を通って出現する。

もしインペラー３０が反対方向に、具体的には細い矢印で示される排出方向ＥＲに駆動されるのなら、入口１４に流入することができる流体は、もはや出口１６に送出されることができない。むしろ、この時、前記流体は、補助出口開口３９を通って補助出口３７に、ポンプ室２２の外に送出されることが意図される。ここで、補助出口３７は、排水ラインに、又はポンプ１１が設置されている水を伴う家庭用電気機具から外への排水ホースに導かれ、そこから排水管又は家屋の排水ラインに導かれることができる。

フラップなしの図３では、補助出口開口３９が、細長い形状を有しており、かつ湾曲していることがわかる。その湾曲は、その半径方向内側ではインペラー３０の断面に正確に対応し、その半径方向外側では、室壁２４の断面に正確に対応する。つまり、前記補助出口開口の縦方向縁は、両者に対して平行である。前記補助出口開口の長さは、その幅の約３倍～４倍の大きさである。一端では、特に、図３の後ろ側の端では、補助出口開口３９は、二つのアクスル支持凹所４０を有する。これらは、フラップのアーチ状の設置を助ける。さらに、半径方向内側の縁又は半径方向内側の縦方向側に沿って、段差付きの縁４２が与えられている。これは、半径方向外側の縁には与えられる必要がない。補助出口開口３９からその下の補助出口コネクター３７への移行は、詳細に示されていないが、可能な限り流体工学的に最適の形状であるべきである。

図３では、単一の補助出口開口３９だけが示されているが、いくつかの、例えば二つ又は三つの補助出口開口３９も可能である。それぞれの場合において単一の補助出口コネクターを与える代わりに、前記補助出口開口は、それぞれの場合において前方からベース表面２９に隣接する環形状の空間中に導かれることもできる。この場合、単一のコネクターが前記環形状の空間から外に導かれることができ、従って、取り付けがさらに容易になる。

図４は、どのようにして補助出口開口３９が補助出口フラップ４４によって閉鎖されるかを示す。補助出口フラップ４４は、薄い縁のみが見えるような極めて密接した嵌合態様で補助出口開口３９を閉鎖する。さらに、前記接続は、実際、既に適切に漏れを防止する。半径方向内側の領域において、段差付き縁４２が、導入部で述べたように追加の封止手段として、又は単純なラビリンス封止として与えられている。また、弾性封止材料又は封止ゴムが、例えば射出成形によって前記段差付き縁４２に与えられることも極めて有効な態様で可能である。代替的に、弾性材料又は従来の封止材料からなる別個の封止が、対応する縁に又はフラップの側に与えられることもできる。最後に、補助出口フラップ４４はそれ自体、封止のための同様の弾性を有する材料からなることができ、従って、それ自体が封止機能を付与することができる。

補助出口フラップ４４は、外側４５を有する。これは、それを包囲するポンプ室２２の表面の延長である。補助出口開口３９は、平面状の環形状のベース表面２９の内部に完全に配置されているので、前記外側４５は、同様に、平面状であり、前記ベース表面２９を超えて突出しない。ここでは、室壁２４は、別個の専用の構成要素であり、特に外側に取り付けられている加熱導体のために金属からなるので、すみ肉中への又はベース表面２９と室壁２４の間の移行領域中への補助出口フラップ４４の一体化は不可能である。しかし、これは、理論的には考えられ、また、容易に実行可能である。

補助出口開口３９への補助出口フラップ４４の設置は、アクスル支持凹所４０に配置された二つの一体的に形成された短いスタブアクスル４８によって実現される。ある状況では、前記スタブアクスルは、移動止め手段によって、例えば、１８０°以上に渡って延びるアクスル支持凹所によって、そこに保持されることができ、従って、前記スタブアクスルが勝手に飛び出したり、補助出口フラップ４４が失われたりすることが不可能になる。

送出方向ＦＲによって示されるように、時計回りの回転方向での流体の通常の送出中、インペラー３０から出現する流体は、補助出口フラップ４４の上を流れ、従って、補助出口フラップ４４又はその外側４５は、下向きに押され、それにより補助出口開口３９は、閉鎖される。この閉鎖は、必ずしも完全な水密ではない。特に、もし流体圧力が優勢であるならそうである。しかし、これは、流体の送出のための通常の操作中は不要である。なぜなら、インペラー３０から出現する流体は、実際、出口１６中に再び出現する前に時計回りの回転運動でポンプ室２２内を数回循環するだけだからである。

図５及び図６は、補助出口フラップ４４の詳細を示し、図５は、前及び上から示し、図６は横及び上から示す。補助出口フラップ４４は、外側４５の反対側に位置する内側４６を有することがわかる。後端には、二つの上述のスタブアクスル４８が一体的に形成されている。外側には、横方向壁５０が与えられており、領域フラップ（ａｒｅａｌ ｆｌａｐ）に一体的に接続されているか、又は領域フラップとワンピースで製造されている。この横方向壁５０は、湾曲して延びており、内部表面５１及び外部表面５２を有する。横方向壁５０は、外部表面５２に対して約８０°の角度αにあることがわかる。これは、以下の図７からわかるように、前記横方向壁５０が旋回中に外側４５の半径方向外側の縁の内部に残り、従って自由な可動性を妨げないという利点を有する。なぜなら、補助出口フラップの回転軸は、外側４５と平行だからである。前記横方向壁５０の主目的は、半径方向に又は大きな半径方向成分を持ってインペラー３０から出現する流体を遮断して、前記流体を図７に示されるように下向きに、補助出口開口３９中に偏向させることにある。

横方向壁５０の前部及び下部には、所望により与えられる突出部５４が点線で示されている。前記突出部は、補助出口フラップ４４の旋回開放中に又は補助出口フラップ４４の上向き旋回中に、つまり、最大の開放度を有する開放位置に向かう旋回中に、補助出口開口３９の前部縁の下で係合することができる。前記最大の開放度を有する開放位置は、ベース表面２９の下の前記突出部５４の当接によって規定されるか又は達成されることができる。この場合、突出部５４は、直接流体流れの内部に配置されていないので、それは、いかなる流体工学的な中断も生じさせない。さらに、補助出口開口３９中への流体の良好な導入のために、横方向壁５０は、常に補助出口開口３９の内部にある。

スタブアクスル４８による回転軸の周りの旋回によって補助出口フラップ４４を開放させるための本発明による作動手段として、様々なばね手段が与えられることができ、例えば、一つ又は二つの巻き及び極めて長い自由肢を有するコイルばねの態様の公知のねじればねが与えられることができる。これらは、一方の側では内側４６において、他方の側では補助出口開口３９の下の下部において支持されることができる。同様に、導入部で述べたような弾性プラスチック又は発泡材料からなるブロック体が、補助出口フラップ４４の左側の縁に、例えば、段差付き縁４２に向かう領域中に与えられることができる。これは同様に、横方向壁５０の下部縁に与えられることができ、そこでこれは、図４に示されるように閉鎖位置に延びる。かかる作動手段の場合、補助出口フラップ４４は、スタブアクスル４８を有する端とは反対の前端でわずかに、例えば数度の回転角度又は数ミリメートルだけ開放することで十分であることができる。この場合、もし流体流れが回転方向ＥＲに回転すると、前記流体流れは、わずかに開放した補助出口フラップ４４の下に係合し、前記補助出口フラップ４４を十分に引張るか又は押して開放させる。

図７及び図８は、最大の開放度を有する補助出口フラップ４４の開放位置を示す。前記補助出口フラップ４４は、内側４６がカバーディスク３３の下側の平面よりわずかに上に位置するまで開放されており、その結果として、半径方向に又は少なくとも部分的に半径方向にインペラー３０から外に送出されるか又は遠心分離された流体は、前記領域において、前記内側４６及び横方向壁５０の内部表面５１に対して直接遠心分離される。従って、この領域において、流体は部分的に効率的な態様で遮断され、補助出口開口３９を通って補助出口コネクター３７に、つまりポンプ１１から外に送出される。

しかしながら、さらに述べると、回転方向ＥＲに回転する流体が補助出口フラップ４４によって前記回転から遮断され、補助出口コネクター３７中に導かれることも可能である。複数のかかる補助出口フラップをポンプ室２２中に与えることは、この効果を増強させて、ポンピング又は排出がより迅速に行なわれることができるようにすることは自明であるだろう。同時に、これは、構造の点でより大きな出口を必要とし、材料破断や問題の場合により大きい可能な破壊点をもたらしうることも自明であるだろう。

図８では、補助出口フラップ４４又は外部表面５２を有するその横方向壁５０の間の半径方向の間隔は、この場合、極めて大きいこともわかる。従って、ポンプ室２２中の回転による遠心力によって外側に押された流体が排出中にも補助出口フラップ４４を越えて延びることが比較的一般的に可能であり、これは、完全な排出をいくらか妨げるだろう。しかし、特定の例示的な実施形態では、下方領域での複雑な封止を有するポンプ室２２の室壁２４の配置のため、半径方向におけるベース表面２９の特定の間隔が必要であり、従って、室壁２４の方に向かうさらに外側への補助出口フラップ４４の幅広げ又は再配置は、不可能である。しかし、本発明によるポンプの他の構造の場合、これは可能であり、与えられることもできる。

導入部で述べた、補助出口フラップ４４のその内側４６の凸状アーチは、表面又は外側４５と横方向壁５０の間の角度αによって形成され、ここではαは約８０°である。特に、内側４６と内部表面５１の間の内部領域では、丸み又はすみ肉が与えられることが可能である。これは、流れの点で有利でありうるが、必ずしも与えられる必要はない。

インペラー３０と補助出口フラップ４４又はその丸められた半径方向内側の縁の間の半径方向の間隔は、図４及び図７に示されるように、比較的小さい。前記間隔は、例えば１ｍｍ～３ｍｍであり、特に正確には、ベース表面２９の適切な安定性がこの領域でも確実にされるようなものである。

図９は、例示的な実施態様において、ポンプ室１２２中又はベース表面１２９内の単純化された形態で示された補助出口フラップ１４４の配置を示す。補助出口フラップ１４４は、左側で、対応するスタブアクスル１４８によってアクスル支持凹所中に回転可能に設置されている。補助出口フラップ１４４は、この場合、平坦な形状のものであり、外側１４５を有し、この外側１４５は、先行する例示的な実施形態と同様に水に対して少ない抵抗をとるように、平坦で滑らかであることが有利である。内側１４６には、ばね受器１５６が与えられており、これは、補助出口フラップ１４４の幅の例えば５０％であり、中央に配置されている。ばね受器１５６は、幅広で平坦な溝を有し、これは少なくとも下方端で開放されており、その中に板ばね１５９が本発明による作動手段として上方ばね端１５８と共に挿入されている。前記上方ばね端１５８は、ここでは点線で示されており、公知の態様で一つ以上の押し出されたのこ歯又は隆起を有することができ、これによって前記上方ばね端は、挿入後、ばね受器１５６中にしっかりと保持されて、もはや引張り出されたり勝手に出現することができない。有利には、板ばね１５９は、防錆性の高グレード鋼又はばね鋼からなり、例えば補助出口フラップ１４４の幅の約３分の１である。代替的に、前記板ばねは、プラスチックからなることができる。そのばね力は、比較的低い。中央領域では、前記板ばねは、わずかに湾曲されており、下方ばね端１６０によって、それは全体として、その端で再度いくぶん強く曲げられており、板ばね１５９は、補助出口開口１３９の壁に対して置かれるか又は前記壁に対して支持される。

図９の上側に示される開放位置において、回転方向ＥＲを有する流体流れが優勢であり、つまり、補助出口フラップ１４４が開放されていることが重要であることが容易にわかる。前記補助出口フラップは、本発明によれば、板ばね１５９のばね力によって押されて開放されている。前記ばね力は、図９の下側において示されており、そこでは、補助出口フラップ１４４は、フラップの自由端での上向きの矢印として、閉鎖位置にある。ここでは、回転方向ＦＲを有するずっと強い流体流れが優勢である。より大きな程度又は過剰な程度への補助出口フラップ１４４の開放は、上で論じたように、図６に相当する突出部によって防止されることができる。この突出部は、明瞭さのためにここでは示されていない。

図９の下側と上側の比較から、板ばね１５９の対応する曲げによって、板ばねは、補助出口フラップ１４４を上向きに押そうとすることが容易にわかる。これはまた、もしポンプ室１２２中に流体流れが現在優勢でないか、又は図９の上側に示されるように回転方向ＥＲを有する流体流れが優勢であるなら、容易に可能である。もし図９の下側に示されるように、通常のポンプ機能に従った送出のための回転方向ＦＲを有する流体流れが優勢であるのなら、補助出口フラップ１４４はまた、板ばね１５９のばね力に対向して図示される閉鎖位置へと押される。この時、ベース表面１２９は、完全に閉鎖されるか、又は比較的漏れ止めの態様で閉鎖される。

板ばね１５９のばね力を対応して構成することは、有意な問題を生じない。この目的のため、対応して薄い材料が板ばね１５９のために与えられることができる。代替的に、横方向の切り目なども与えられることができる。

板ばね１５９を固定することは、有利であると考えられ、特に具体的にはばね受器１５６中への上方への挿入による固定が有利である。図９に示される実施形態の改変では、前記板ばねはまた、補助出口開口１３９の左側の内部壁に、例えば同様に設計されたばね受器を使用して固定されることができ、次に補助出口フラップ１４４の内側１４６の上の自由端によって支持されることができ、所望により前記内側に沿ってある程度スライドされることもできる。

ここでは図示されていないさらなる実施形態では、長い突出肢を有する、ばね線材からなるコイルばねが、スタブアクスル１４８に対応する軸の周りに作動手段として配置されることができる。このコイルばねは、補助出口フラップ１４４を押して開放させ、そしてここでは、補助出口開口１３９の同じ内部壁の上に支持される。具体的なかかるばねの構造の種類は、基本的に公知である。この場合、かかるばねは、トルクによって押して開放又は閉鎖するために前記スタブアクスルに又は対応する回転軸に固定されるだろう。

さらなる実施形態が図１０に示されている。そこでは、補助出口フラップ２４４は、規定された回転軸の周りにスタブアクスルによって回転可能に設置されているのではなく、むしろ、長方形の形状の支持端２４９によって受器２４１中に配置されている。受器２４１は、対応する形状を有しており、原則として軸支持凹所４０及び１４０と同様に設計されているが、多角形の断面を有する点で異なる。従って、多角形の支持端２４９は、受器２４１中に回転できるように固定されて配座されている。補助出口フラップ２４４はそれ自体、柔軟であるか又は弾性を有するか、又はかかる弾性材料からなるので、前記補助出口フラップはそれ自体、作動手段を形成し、それによって、前記補助出口フラップは開放される。つまり、ばね又はばね作用がフラップ中に一体化される。例えば、ゴムは、この目的のために好都合である。図１０の上方の実線は、図９の上側のような回転方向ＥＲを有する流体流れでの開放位置における補助出口フラップ２４４を示す。ここでは、補助出口開口２３９中への流体の適切に大きな流入が可能であることが明確にわかる。この場合、補助出口フラップ２４４は、それ自体、好適な材料の選択によって封止機能を有しかつ実行することができる。なぜなら、前記補助出口フラップは、特にその自由端において、柔軟であり、特に補助出口開口２３９の縁に対して近くに支持することができるからである。従って、前記補助出口フラップは、追加の封止の取り付け又は提供なしに、特に異なる材料からなる封止の取り付け又は提供なしに、追加の出口又は補助出口開口２３９を閉鎖することができる。補助出口フラップ２４４が面一の態様で消失して良好な封止作用を付与するために、段差付き縁が再び与えられる必要はない。むしろ、補助出口フラップ２４４は、ベース表面２２９の上に、補助出口開口２３９の周りに置かれることができる。

図１０の上側に点線で示されているのは、いかなる流体流れもないときに補助出口フラップ２４４がそれ自体のばね力によって自発的に移動する位置である。ここから、補助出口フラップ２４４は、その本来的なばね力によって、つまり、実質的にはそれ自体の作動手段によって比較的小さな量だけ開放することがわかる。次に、実線によって示される開放位置へのさらなる開放が、回転方向ＥＲを有する流体流れによって具体的に実現され、これは、前記補助出口フラップが、いくぶんさらに押されて開放するか又は曲げられることを生じる。

図１０の下側には、どのようにして補助出口フラップ２４４が閉鎖位置において補助出口開口２３９を閉鎖するのかが示されている。それは、ここでは、図９の下側のように完全に滑らか又は平坦であるとして示されていない。なぜなら、補助出口フラップ２４４は、わずかなアーチ又は湾曲を有するからである。最終的に、前記補助出口フラップは、回転方向ＦＲを有する流体流れによって図１０の上側に点線で示される位置から下向きに押される。しかし、補助出口フラップ２４４の開放又は移動のための上述のばね力は比較的小さい（これは、作動手段又はばね手段の他の上述の実施形態にも当てはまる）ため、これは、技術的に効率的な態様で実現されることができる。

図９に対する図１０の補助出口フラップ２４４の利点は、構造の点及び組み立ての点でかなり単純であるということが明らかである。また、潜在的に腐食しやすい部品や、破壊されたり故障したりする可能性のあるばねを使用する必要がない。

本発明のさらなる実施形態では、図１０からさらに進んで、比較的剛性の形状の補助出口フラップが多角形の支持端を有し、これが弾性態様で部分的に受器中に包囲され、そして受器中で前記ばね弾性に対抗して回転することも可能である。従って、例えば、多角形形状の支持端が比較的柔軟なプラスチック又は発泡材料の層によって包囲されて、そのばね弾性に対抗して、回転方向ＦＲを有する比較的強い流体流れによって閉鎖位置へと回転されることが可能である。前記流体流れが停止するとき、弾性プラスチックは、補助出口フラップ２４４を押して開放させることができる。

Claims (22)

1. インペラーポンプであって、ポンプが、
   － ポンプ室中への入口、及びポンプ室からの出口を有するポンプ室、
   － ポンプ室中のインペラー、及び
   － 入口から出口へと流体をポンピングするためのインペラーの回転方向
   を有し、
   ポンプ室からの補助出口が、補助出口フラップと共に与えられており、
   － この補助出口フラップは、閉鎖位置と少なくとも一つの開放位置を有し、
   － この補助出口フラップは、閉鎖位置と少なくとも一つの開放位置との間で移動可能であるように設計されており、
   － この補助出口フラップは、閉鎖位置においては、補助出口を閉鎖し、開放位置のそれぞれにおいては、補助出口を開放するか又は少なくとも部分的に開放し、
   － この補助出口フラップは、閉鎖位置では、補助出口の周囲の領域において、ポンプ室の断面の連続的な延長又はポンプ室の壁の連続的な延長を形成し、
   － この補助出口フラップは、作動手段を有し、もし補助出口フラップが、入口から出口へと流体をポンピングするためのインペラーの回転方向の流体流れから解放されるならば、補助出口フラップが閉鎖位置から開放位置のうちの一つへと自動的に移動されるように作動手段によって強制的な負荷に供されることを特徴とするインペラーポンプ。
2. 補助出口フラップは、複数の開放位置のうち、最大の開放度を有する開放位置、又は補助出口フラップが閉鎖位置から最大の距離にある開放位置へと作動手段によって移動されることを特徴とする請求項１に記載のインペラーポンプ。
3. 前記インペラーポンプは、補助出口フラップを移動のための強制負荷に供するための作動手段としてばね手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインペラーポンプ。
4. ばね手段は、プラスチックから作成されていることを特徴とする請求項３に記載のインペラーポンプ。
5. ばね手段は、嵩高ブロック体を有することを特徴とする請求項３に記載のインペラーポンプ。
6. ばね手段は、板ばね、コイルばね、渦巻ばね、及びコイル－渦巻ばねからなる群から選択されることを特徴とする請求項３に記載のインペラーポンプ。
7. ポンプは、補助出口又は補助出口フラップに封止手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインペラーポンプ。
8. 封止手段は、多成分射出成形工程においてポンプハウジング上に射出成形されることを特徴とする請求項７に記載のインペラーポンプ。
9. 封止手段は、封止ゴムを有することを特徴とする請求項７に記載のインペラーポンプ。
10. 補助出口フラップは、閉鎖位置では、補助出口を包囲するポンプ室の領域に対応する丸み及びアーチと共に、補助出口の周囲の領域において、ポンプ室の断面の連続的な延長又はポンプ室の壁の連続的な延長を形成することを特徴とする請求項１に記載のインペラーポンプ。
11. 補助出口フラップは、内側を有し、この内側は、閉鎖位置において、補助出口に向かって面することを特徴とする請求項１に記載のインペラーポンプ。
12. 補助出口フラップの内側は、補助出口から離れる向きに凸状にアーチを形成するように造形されていることを特徴とする請求項１１に記載のインペラーポンプ。
13. 補助出口フラップの内側は、外側に対して６０°～１２０°の角度を有する横方向壁を有し、この横方向壁は、補助出口の方向に又は補助出口中へとポンプ室から離れて延びていることを特徴とする請求項１１に記載のインペラーポンプ。
14. 最大の開放度を有する開放位置において、横方向壁は、補助出口中へと少なくとも部分的にさらに突出し、横方向壁は、その全長さにわたって、補助出口内の自由縦方向外部縁を有し、補助出口フラップの回転軸から離れる方向に延びていることを特徴とする請求項１３に記載のインペラーポンプ。
15. 横方向壁は、ポンプ室を包囲する外部壁に対して平行に延びていることを特徴とする請求項１３に記載のインペラーポンプ。
16. 最大の開放度を有する開放位置において、横方向壁は、ポンプ室を包囲する外部壁に対して０．５ｃｍ～２ｃｍの間隔で延びていることを特徴とする請求項１３に記載のインペラーポンプ。
17. ポンプ室は、インペラーの周囲に環形状で形成されており、補助出口は、インペラーの回転軸に沿った軸方向におけるポンプ室の端面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインペラーポンプ。
18. ポンプ室の端面は、インペラーの二つのカバー表面のうちの一つとほぼ面一に延びていることを特徴とする請求項１７に記載のインペラーポンプ。
19. 閉鎖位置において、補助出口フラップの外側は、前記端面中に延びており、最大の開放度を有する開放位置において、補助出口フラップは、インペラーの近くに位置することを特徴とする請求項１７に記載のインペラーポンプ。
20. 閉鎖位置において、補助出口フラップの外側は、ポンプ室の前記端面中に連続的に延びていることを特徴とする請求項１９に記載のインペラーポンプ。
21. 最大の開放度を有する開放位置において、補助出口フラップは、インペラーに対して最大１ｃｍの半径方向間隔で配置されており、補助出口フラップの内側は、流体が補助出口フラップ及び補助出口中に半径方向に直接外側にインペラーから流れ出るように、少なくともインペラーの軸レベルでかつインペラーの他のカバー表面の半径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のインペラーポンプ。
22. 補助出口は、半径方向に、又はインペラーの回転軸に対して直交する平面においてポンプ室から外に通じることを特徴とする請求項１に記載のインペラーポンプ。

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